矩形花键拉刀与铣刀刀具教学规划使用说明

_一、矩形花键拉刀设计前言用于拉削的成形刀具。刀具表面上有多排刀齿，各排刀齿的尺寸和形状从切入端至切出感谢阅读端依次增加和变化。当拉刀作拉削运动时，每个刀齿就从工件上切下一定厚度的金属，最终感谢阅读得到所要求的尺寸和形状。拉刀常用于成批和大量生产中加工圆孔、花键孔、键槽、平面和感谢阅读成形表面等,生产率很高。矩形花键拉刀的参数选择和设计计算2.1原始条件及设计要求要求设计一把矩形花键拉刀,花键大径D=60H100.120mm,小径d=52H70.030mm,键谢谢阅读0 0槽宽B=10H90.036mm,键数n=8,倒角高度C=0.5mm,拉削长度L=35mm,工件材料为45谢谢阅读0钢,硬度为HBS190,σb=630MPa。查表后，由花键拉刀的长度确定选用拉床L6120。精品文档放心下载2.2拉刀材料选择设计矩形花键拉刀采用W18Cr4V高速钢制造。2.3拉刀拉削及定心方式选择2.3.1拉削方式选择 拉削花键槽常采用渐成式分层拉削方式,且采用倒角----花键----感谢阅读内孔的组合方式。2.3.2定心方式由于小径定心花键拉刀加工出的花键孔,能使小径与大径、键槽之间达到很高的同轴度和对称度,能够更好的满足该设计要求,故选择小径定心方式。感谢阅读2.3倒角齿参数确定_图1 矩形花键拉刀倒角齿计算图2.3.1倒角齿θ角查手册表4-29,由n=8,查得θ=45°。谢谢阅读2.3.2倒角齿测量值MB1=B+2C=10+2×0.5=11mmsinψ1=b1/d=0.2115,ψ1=12.21°谢谢阅读ψ2=45°-ψ1=32.78°M=d×cosψ2/2=21.86mm2.3.3倒角齿最大直径d1OH=(2M-B×cos45°)/2sin45°=25.915mm精品文档放心下载tanψB=B/(2×OH)=0.192938dB=B/sinψB=52.78mmd1=dB+(0.3—0.6)mm=53.23mm2.4拉削余量 按表4-1计算圆形拉削余量为1mm,预制孔径为51mm。感谢阅读按表4-16,花键齿圆形齿的扩张量均为5um。精品文档放心下载倒角余量 A1=53.23-51mm=2.23mm感谢阅读花键余量 A2=60.115-(53.23-0.1)mm=6.985mm感谢阅读_实际圆形齿拉削余量 A3=52.025-51mm=1.025mm感谢阅读2.5齿升量选择 按表4-4选择为倒角齿:αf1=0.065mm花键齿:αf2=0.050mm圆形齿:αf3=0.050mm2.6各切削齿的几何参数设计选择前角γ0=17°,精切齿与校准齿倒棱前角γ01=5°。粗切齿α0=2.5°,ba1=0.1mm精切齿α0=2.5°,ba1=0.2mm校准齿α0=1.5°,ba1=0.2mm感谢阅读2.7设计容屑槽2.7.1齿距计算 按表4-7计算p=（1.2—1.5） L=(1.2—1.5) 35mm=8mm谢谢阅读选择校准和精切部分齿距p1=6mm2.7.2选择容屑槽 按表4-8采用曲线槽,粗切齿用深槽,h=3mm,精切齿用基本槽。感谢阅读2.7.3校验容屑条件 查表4-9得容屑系数k=3。倒角齿齿升量大时,应校验之,应使满足精品文档放心下载式h≥1.13 K L:11.13 K L=1.13 30.06535mm=2.95mm<3mm感谢阅读1所以满足条件,校验合格。2.7.4校验同时工作齿数按表4-7得知L/p=4,即Zemin=4,Zemax=4+1,满足3≤Ze≤8的校验条件。感谢阅读2.8花键齿截形设计2.8.1花键齿宽B2 B2max=Bmax-δb,B2min=B2max-b感谢阅读查表4-16得拉刀扩张量δb=0.005mm,选取拉刀花键齿宽制造公差带宽b精品文档放心下载_=0.010mm,则B2max=(10.036-0.005)mm=10.031mm感谢阅读B2min=(10.031-0.01)mm=10.021mm谢谢阅读拉刀花键齿侧面应制出kr=0°的修光刃f,其下应磨出侧隙角1.5°。精品文档放心下载2.9确定分屑槽参数除校核齿和与其相邻的一个精切齿外,拉刀切削齿均磨制三角形分屑槽.由于在每个圆形齿上都存在着不工作刃段,圆形齿段不必磨分屑槽。精品文档放心下载2.10选择拉刀前柄按表4-17选择Ⅱ型-A无周向定位面的圆柱形前柄,公称尺寸d1=50mm,卡爪底径d2=38mm。谢谢阅读2.11校验拉刀及拉床强度 通过分析,确认倒角齿拉削力最大,因而计算拉刀倒角齿的拉削谢谢阅读力。∑aw=Z(B2max+2C)=8×(10.031+2×0.5)mm=88.25mmFmax=Fzˊ∑awZemaxk0k1k2k3k4×10-3感谢阅读=(174+192)/2×88.25×5×1.15×1.15×0.9×1×0.001KN=96.11KN谢谢阅读拉刀最小截面积在卡槽底颈处,则拉应力为:σ=Fmax/Amin=(96.11×4)/(382×л)GPa=0.085GPa<[σ]感谢阅读拉刀强度校验合格。根据表4-23、表4-24,拉床拉力为200×0.8KN=160KN,比Fmax大,拉床载荷校验合格。感谢阅读2.12确定拉刀齿数及每齿直径2.12.1倒角齿齿数Z1=A1/(2×αf1)=2.23/(2×0.065)=17.15感谢阅读Z1=182.12.2花键齿齿数 初拟花键过渡齿与精切齿的齿升量为0.04、0.03、0.02、0.01、感谢阅读0.005mm,逐步递减,共切除余量A2ˊ=0.21mm。精品文档放心下载_花键粗切齿齿数:Z2=(A2-A2ˊ)/(2×af2)+1=68.75精品文档放心下载Z2=69,多切了0.25×0.05×2mm=0.025mm的余量,因此,减去一个精切齿并将其齿升量调整为0.04、0.03、0.015、0.0075mm.由于后2齿齿升量<0.5αf2,故为精切齿,前2齿谢谢阅读为过渡齿。2.12.3圆形齿齿数 初拟方案与花键齿相同既拟切去A3ˊ=A2ˊ的余量。精品文档放心下载圆形粗切齿齿数为:Z3=(A3-A3ˊ)/(2×αf3)=8.15Z3=8,少切了0.15×2×0.05mm=0.015mm,需增加一个精切齿,其齿升量为精品文档放心下载0.0075mm,这样,圆形齿段具有精切齿8个,过渡齿3个,精切齿3个。精品文档放心下载2.12.4校准部分齿数倒角齿不设校准齿,圆形齿和花键齿校准齿数查表4-14得花键校准齿齿数Z2ˊ=4感谢阅读圆形校准齿齿数Z3ˊ=72.12.5各齿直径基本尺寸 见表1表1矩形花键拉刀齿序表齿齿直径基本直径尺寸公齿齿号直径基本直径尺寸公齿齿直径基本直径尺寸公型号尺寸差型No.尺寸差型号尺寸差No.D（mm）（mm）D（mm）（mm）No.D（mm）（mm）151．1304155．3308159．330251．2604255．4308259．430351．3904355．5308359．530451．5204455．6308459．630551．6504555．7308559．7300.015651．7804655．830花8659．830752．9104755．930键8759．930倒852．0400.025角952．170齿1052．3001152．4301252．5601352．6901452．8201552．9501653．0801753．1700.0151853．2301953．1302053．2302153．3302253．4302353．5302453．6302553．7300.015花2653．830键2753．930

48 56．030 齿 88 60．01056．13056．23056．33056．43056．5308960．070花5456．6309060．100键5556．73091齿5656．830925756．9309360．1155857．030945957．130956057．2300.0159651．1006157．3309751．2006257．4309851．3006357．5309951．4006457．63010051．5006557．73010151．6006757．83010251．7006857．93010351．8006958．03010451．8807058．13010551．9407158．23010651．9807258．33010752．0007258．430圆10852．0157358．530形109

_00.0150.01500.010_齿2854．0307458．630齿1102954．1307558．7301113053．2307658．8301123153．3307758．93011352．02500.0093253．4307859．0301143353．5307959．1301153453．6308059．23011653．73053．83053．93054．03054．13054．2302.13拉刀齿部长度倒角齿段长度 L1=(8×17+16)mm=152mm谢谢阅读花键齿段长度 L2=(8×71+6×6+8)mm=612mm感谢阅读圆形齿段长度 L3=(8×10+11×6)mm=146mm感谢阅读2.15拉刀其他部分设计

按表4-17、4-19、4-23计算:前柄

l1=110mm

d1=50f80.0250.064

mm颈部 l2=m+Bs+A-l3=105mm d2=d1-0.5mm=49.5mm感谢阅读过渡锥l3=20mm前导部l=40mmd=51f70.030mm440.060前柄端部至第1刀齿的距离L1ˊ=275mm后导部l=20mmd=52f70.030mm550.060后柄l=120mmd=50f80.025mm660.064_2.16拉刀总长及其校验L=L1ˊ+L1+L2+L3+l5+l6=1325mm谢谢阅读查表4-26,允许拉刀总长度为1600mm,拉刀长度校验合格。感谢阅读2.17制定技术条件拉刀材料为W18Cr4V,要求热处理后,刀齿及后导部硬度为63—66HRC,前导部硬度谢谢阅读60—66HRC,前柄硬度为45—58HRC。拉刀表面不得有裂纹、碰伤、锈迹等影响使用性能的缺陷。谢谢阅读拉刀切削刃应锋利,不得有毛刺、崩刃和磨削烧伤。拉刀容屑槽的连接应圆滑,不允许有台阶,一般应磨光槽底。谢谢阅读圆精切齿外径极限偏差为0,圆校准齿的外径极限偏差为0。谢谢阅读0.010 0.009花键精切齿外径极限偏差为0,校准齿的外径极限偏差为0。精品文档放心下载0.015 0.018花键齿宽度尺寸的极限偏差为0。0.012花键齿两侧面对拉刀基准中心平面的对称度公差为0.012mm,花键齿侧面沿纵向对拉刀基准轴线的平行度公差为0.012mm,拉刀槽截面内的平行度公差为0.012mm,拉刀倒精品文档放心下载角齿两角度面对花键齿中心平面的对称度公差为0.050mm。谢谢阅读二、矩形花键铣刀设计前言成形铣刀是用来加工成形表面的专用刀具，如加工凹凸圆弧面的成形铣刀以及加工齿轮用感谢阅读的盘形齿轮铣刀等。它和车刀一样，其切削刃廓形是根据工件的成形表面形状设计计算的。精品文档放心下载由于铣削时同时参加工作的切削刃总长度较长，且无空行程，而使用的切削速度也较高，故感谢阅读加工生产率高，表面粗糙度值小，得到了广泛应用。矩形花键铣刀的参数选择和设计计算2.1选择铣刀材料_成形铣刀材料一般用高速钢。2.2对零件进行工艺分析分析零件廓形,可看出该廓形对称且在1点曲线陡直.根据坐标可知该点的主偏角kr1为感谢阅读22.5°,如果取铣刀齿顶处后角αf=12°,则可求出谢谢阅读α1f=arctan(tanαfsinkr1)=4.65°谢谢阅读由于该廓形两边界的主偏角22.5°均为,其大小恰当,并能保证铣刀两端主后角都不致太感谢阅读小,故无须偏置。2.3确定铣刀高度与齿形高度图2 花键廓形及各点坐标铣刀宽度应比工作廓形宽度略大,为此将廓形延长,使横坐标分别达到-10mm和+10mm,则铣刀宽度为20mm。精品文档放心下载当取铣刀前角为零时,该廓形与铣刀前刀面齿形相同,也是铣刀轴向齿形。感谢阅读设该廓形上各组成点纵坐标为yi,齿形最低点纵坐标为yc,则各组成点的齿廓高度hn应谢谢阅读为hn=yi-yc按上述公式计算出的工件齿廓各组成点的坐标及廓形高度如表 2.由于是对称廓形,故未感谢阅读在图中标出4、5、6点._表2工件廓形组成点的坐标及齿廓高度组成点xyhn0-1011.7211.721-6.73.763.762-5.1400300.510.5145.140056.73.763.7661011.7211.72铣刀齿形最大高度为hnmax,所以最大齿形高度h=11.72mm精品文档放心下载2.4确定容屑槽底形式由于工件廓形是对称的形状,查表3-3,槽底应采用加强Ⅳ型。谢谢阅读2.5确定铣刀孔径 按表3-4,当铣刀宽度B=20mm时,可取D=22mm。感谢阅读2.6初选铣刀外径 按表3-5,当d=22mm,h=11.72mm时,可初选铣刀外径d0=70mm。精品文档放心下载2.7初选铣刀齿数 按表3-6,当铣刀h=11.72mm,d0=70mm,d=22mm时,可初选Zk=12。精品文档放心下载2.8确定铣刀的后角及铲削量取后角 αf=12°铲削量为 K=(лd0/Zk)tanαf=3.90mm感谢阅读采用Ⅱ型齿背,按附表2,取K2=0.8mm。2.9确定容屑槽底半径r=л[d0-2(h+k)]/(2AZk)h较小,故取A=6,代入有关参数_r=0.85mm 取r=1mm2.10确定容屑槽角 取θ=25°。2.11确定容屑槽底形状和深度按铣刀的外径、孔径、宽度,初步画出铣刀的轴向剖面图.如图3所示。精品文档放心下载作距齿顶为H=h+r=12.72mm且平行于铣刀轴的直线,再距切削刃为H1=K+r=4.9mm,作切削刃的平移曲线,如图中的点划线所示,然后作一低于平移曲线的折线,既为铣刀槽底,其具体尺寸如图3所示。精品文档放心下载2.12校验铣刀刀体强度从图3可看出,m>